Mit DPA die Geräusche des Mars erforschen

Höre den Klang des Marswinds

Bis vor Kurzem hat noch niemand etwas aus der Marsatmosphäre gehört. Tatsächlich wurden die ersten Geräusche erst am 1. Dezember 2018 übertragen. Ein hochempfindliches Seismometer an Bord des Insight Mars Landers der NASA zeichnete die Vibrationen auf, die von den Marswinden verursacht wurden. Zusätzlich konnten die Luftdrucksensoren des Fahrzeugs die Windgeräusche aufzeichnen. Die Geräusche wurden von Instrumenten aufgezeichnet, die nicht für Audioaufnahmen konzipiert wurden. Daher sind diese Aufnahmen nur Annäherungen zu dem, was man zu hören erwarten darf.

Welche DPA-Ausrüstung kam mit auf die Reise?

Für diese Partnerschaft hat die NASA verschiedene Mikrofone intensiv getestet und sich für eine Auswahl von DPA entschieden. Ein 4006 Mikrofon mit Kugelcharakteristik war als "Gehör" des Rovers an eine Seite des Fahrzeugs montiert und über ein MMP-G Aktivkabel angebunden, das als ultra-transparenter Vorverstärker diente. Im Fahrzeuginneren übernahm ein MMA-A Digital Audio Interface die auditorische Rolle des "Gehirns". Aufgabe des MMA-A war es, die Geräusche in bestmöglicher Qualität zu digitalisieren und an einen Computer im Rover via USB-Schnittstelle zu übertragen.

Die Reise zum Mars war kein einfacher Spaziergang. Der Rover war extremen Temperaturen (bis zu -100°C), stark schwankendem Druck und heftigen Vibrationen ausgesetzt. Um zu gewährleisten, dass die Ausrüstung die Landung auf dem Mars unbeschadet überstehen würde, hat das Design-Team des Raumfahrzeugs ein spezielles Gehäuse entwickelt, in dem das MMA-A Interface im Rover-Chassis untergebracht wurde. Darüber hinaus haben das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA und das F&E-Team von DPA zusammen eine Lösung erarbeitet, um das Verstärkergehäuse des MMP-G an der Außenseite des Rovers zu befestigen.

Abgesehen von dem angepassten Verstärkergehäuse wurden seit dem Verlassen der Fertigung keine größeren Änderungen an der DPA-Ausrüstung vorgenommen. Das Mikrofon, das Du kennst und liebst und das Deine orchestralen Lieblings-Arrangements oder die Umgebungsgeräusche Deiner liebsten Fernsehserie aufzeichnet ist das gleiche, das die lange Reise zum Mars auf sich genommen hat.

Wofür wurden die Mikrofone eingesetzt?

Bei einem der riskantesten Teile der Mission – Eintritt, Abstieg und Landung (Entry, Descent & Landing / EDL) – der Begleitung des Mars 2020 Rover vom Zeitpunkt des Atmosphäreneintritts bis zur Landung im Marsstaub. Noch nie zuvor wurde ein Fallschirm beim Öffnen in der Mars-Atmosphäre gehört, der Ablassvorgang eines Rovers von der Abstiegsstufe auf die Marsoberfläche mit Hilfe von Haltegurten, das Trennen der Riemen, die beide miteinander verbinden, oder der Abflug der Abstiegsstufe, nachdem der Rover gelandet ist.

Die Aufgabe der DPA Mikrofone war es, für die NASA genau diese Geräusche aufzuzeichnen. Dies ermöglichte nicht nur Projektingenieuren und Wissenschaftlern, den faszinierenden Geräuschen des Rovers beim Abstieg zu lauschen. Die neugierige Öffentlichkeit konnte ebenso daran teilhaben.

Update 18/3/2021

Nach über zwei Wochen dramatischer Temperaturänderungen und staubiger Winde auf der Marsoberfläche ist die Mikrofonlösung von DPA, die sich aus einem 4006A Mikrofon mit Kugelcharakteristik, einem MMA-A Digital Audio Interface und einem MMP-G Modular Active Cable zusammensetzt, immer noch im Einsatz.

Der Preservance Rover fährt derzeit durch die holprige Landschaft des Mars, und das ist keine ruhige Fahrt durch die Gegend. Das Scheppern, Rumpeln und Rasseln der sechs Räder des Rover sind deutlich zu hören bei den Audiospuren, die die NASA veröffentlicht hat. Die Räder sind aus Metall und das Gefährt rollt über Fels, daher ist es so laut.

"Wenn ich diese Geräusche in meinem Auto hören würde, würde ich anhalten und einen Abschleppdienst rufen. Aber wenn Du eine Minute darüber nachdenkst, was Du da eigentlich hörst und wo es aufgenommen wurde, ergibt das absolut Sinn.”

–  Dave Gruel, leitender Ingenieur für das Mars 2020 EDL-Subsystem für Kamera und Mikrofon

Update 22/2/2021

Der Mars 2020 Rover der NASA startete am 30. Juli 2020 zu einer siebenmonatigen Reise zum geheimnisvollen Roten Planeten. Er landete erfolgreich am 18. Februar 2021 mit einem DPA 4006 Kugelmikrofon, einem MMA-A Digital Audio Interface und einem MMP-G Aktivkabel im Schlepptau.

"Alles an der Mission - vom Start bis zur Landung - ist lebensfeindlich, soweit es ein Mikrofon überhaupt betrifft. Es ist sehr aufregend zu wissen, dass DPA in der Lage war, etwas aus so vielen Mikkionen Kilometern aufzunehmen und den Ton so schnell zu uns zu senden."

–  René Mørch, Produktmanager bei DPA Microphones

Nachdem der Rover gelandet war, wurden Audio- und Videodaten von der Oberfläche aufgezeichnet und an die NASA-Basisstation übertragen. Die NASA schickte diese Daten zur Bearbeitung und Überprüfung an das DPA-Technikteam. Jetzt kannst Du den ersten Ton hören, der jemals mit einem Mikrofon auf dem Mars aufgenommen wurde.

Apollo 13

Die erste Zusammenarbeit fand vor rund 50 Jahren statt. Apollo 13 wurde im April 1970 ins Weltall geschossen und B&K Messmikrofone (die Vorläufer aktueller DPA Mikrofone) wurden genutzt, um den Startvorgang aufzuzeichnen. Die verwendete Kapsel trug die Bezeichnung B&K 4133, der Vorgänger des DPA 4004/4007.

Mission STS-63

Mission STS-63 schoss im Februar 1995 Space Shuttle Discovery ins Weltall (mit der ersten weiblichen Shuttle-Pilotin), was ebenfalls mit DPA Mikrofonen aufgezeichnet wurde. Die Mikrofone waren vom gleichen Typ wie jene, die bei der Apollo 13 Mission eingesetzt wurden.
 
Die Aufnahme eines Shuttles beim Start ist mit außergewöhnlichen Schwierigkeiten verbunden, nicht zuletzt, weil der Schalldruckpegel bis zu 170 dB erreichen kann. Darüber hinaus müssen die Mikrofone die enorme Druckwelle überstehen, was eine ziemlich gewaltige Angelegenheit ist. Im Augenblick des Abhebens werden intensive Hitze und Feuer freigesetzt und Chemikalien über die Startrampe versprüht.

Ein 4004 wurde nur 500 Fuß (152,4 m) von der Startrampe entfernt aufgebaut, wo es 170 dB ohne Verzerrung verarbeiten konnte. Ein anderes 4004 ermittelte einen Schalldruck von 146 dB bei einer Entfernung von 1400 Fuß (426,72 m). Im Abstand einer Meile (ca. 1609 m) zeichnete ein drittes 4004 einen SPL von 125 dB auf. Die aufgenommenen Sounds dieser Mikrofone wurden von zahlreichen Rundfunknetzwerken verwendet (wie ABC, NBC und CNN).